数字信号处理器技术原理与开发应用(第二版)-课件-9
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《数字信号处理器技术开发原理与应用》教学大纲课程编号:IB3323019课程名称:数字信号处理器技术开发原理与应用英文名称:DSP Technology Theory and Application学时: 30 学分:2课程类型:任选 课程性质:学科基础课适用专业:全校电类各专业 先修课程:微机原理与系统开课学期:3 开课院系:通信工程学院一、课程的教学目标与任务本课程是一门数字信号处理器技术原理及开发方法课。
目的是使学生了解高速数字信号处理器硬软件特点,DSP工程实现技术的基本概念﹑方法和工具。
通过教学和上机实验实习, 掌握数字信号处理技术实现的方案设计﹑开发和应用的方法。
为今后进一步的学习、科研和实际工作打下基础。
二、本课程与其它课程的联系和分工本课程主要涉及数字信号处理器技术实现方法和系统开发的软硬件工程应用。
《微机原理与系统》是必须的先修课程,是DSP工程设计、开发方法的技术基础,是数字信号处理器系统实现所需要的硬软件基本概念和技术原理的基础课程。
三、课程内容及基本要求理论课授课内容、课时分配:(一) 数字信号处理技术概述及DSP结构和功能 ( 4学时)内容:教材的第一章:数字信号处理器技术综述;第二章:现代数字信号处理器介绍;第三章:C54x数字信号处理器结构。
1.基本要求(1)了解数字信号处理实现的各种技术﹑概念及发展,DSP开发方法及工具、DSP技术指标及分类、各种DSP芯片结构。
(2)掌握C54x DSP内部结构及外部功能﹑寄存器组织、存储空间构成、中断管理及片上外设。
2.重点、难点重点:C54x DSP内、外部结构及DSP开发方法。
难点:C54x DSP存储空间构成、中断管理及片上多种外设。
(二)C54x DSP指令及程序设计 (5学时)内容:教材的第四章:C54x数字信号处理器指令及使用;第五章:C54x数字信号处理器程序设计开发基础。
1.基本要求(1)掌握C54x寻址方式﹑指令﹑伪指令使用及存储空间配置,掌握编程﹑汇编﹑链接及调试方法。
第9章数字信号处理的DSP实现9.1 数字信号处理器介绍9.1.1 DSP芯片特点DSP芯片,即数字信号处理芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下一些主要特点:(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;(3)片内具有快速 RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;(5)快速的中断处理和硬件I/O支持;(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;(7)可以并行执行多个操作;(8)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以并行执行。
9.1.2 DSP芯片的发展世界上第一片单片 DSP 芯片应当是1978年 AMI 公司宣布的 S2811,1979年美国Intel公司宣布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。
1980 年,日本 NEC 公司推出的uPD7720是第一片具有乘法器的商用 DSP 芯片。
在这之后,最成功的DSP 芯片当数美国德克萨斯仪器公司(Texas Instruments,简称TI)的一系列产品。
TI 公司在1982年成功推出其第一代 DSP 芯片 TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等,之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28,第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32,第四代DSP芯片TMS320C40/C44,第五代 DSP 芯片TMS320C5x/C54x,第二代DSP芯片的改进型TMS320C2xx,集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8x以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62x/C67x等。
DSP的原理与开发应用1. 什么是DSPDSP是数字信号处理(Digital Signal Processing)的缩写,指的是利用数字信号处理技术对信号进行采样、变换、滤波、编码、解码等处理的一种技术。
它将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,然后对数字信号进行各种信号处理操作,最后再转换回模拟信号输出。
DSP广泛应用于通信、图像处理、音频处理、生物医学信号处理等领域。
2. DSP的原理DSP的基本原理是将模拟信号转换为数字信号,然后利用数字信号处理算法对信号进行数字处理,最后再将数字信号转换为模拟信号输出。
具体来说,DSP的原理包括以下几个环节:2.1 信号采样信号采样是将连续的模拟信号按照一定的采样频率进行采样,得到一系列离散的采样点,将模拟信号转换为数字信号。
2.2 信号变换信号变换是将采样得到的离散信号进行一定的变换操作,常用的变换操作有傅里叶变换、小波变换等。
2.3 信号滤波信号滤波是对信号进行滤波处理,去除不需要的频率成分或者增强需要的频率成分。
滤波可以利用各种滤波器进行,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
2.4 信号编码解码信号编码解码是将数字信号进行编码,以便存储或传输,然后再解码回原始信号。
常用的信号编码解码方式有脉冲编码调制(PCM)、压缩编码等。
2.5 信号重构信号重构是将处理后的数字信号再转换为模拟信号输出,以便人类可识别或其他设备可接收。
3. DSP的开发应用DSP的开发应用非常广泛,涉及到多个领域。
3.1 通信领域在通信领域,DSP被广泛应用于调制解调、信号编解码、信号调理等方面。
例如,利用DSP技术可以实现音视频的实时传输、语音通信的编解码、无线通信的调制解调等。
3.2 图像处理领域在图像处理领域,DSP可用于图像的增强、滤波、边缘检测、图像识别等方面。
例如,利用DSP可以实现数字摄像头对图像进行实时处理,例如降噪、增强对比度等。
3.3 音频处理领域在音频处理领域,DSP被广泛应用于音频的降噪、编解码、音频增强等方面。